投射電容式人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)，特別是一種投射電容式人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]多重睡眠分析儀(Polysomnogram, PSG)是一種用來記錄使用者睡眠狀況的儀器，可檢測(cè)使用者在睡眠中的腦部活動(dòng)、眼球活動(dòng)、肌肉活動(dòng)、呼吸狀況、心跳頻率等信息，以供醫(yī)療人員診斷使用者的睡眠品值，而呼吸狀況是其中一項(xiàng)重要的評(píng)估指標(biāo)。
[0003]透過多重睡眠分析儀(PSG)檢測(cè)使用者的呼吸狀況時(shí)，是令使用者平躺于一床上，并利用一具有伸縮彈性的綁帶系住使用者的胸腔處，且該綁帶上設(shè)有一檢測(cè)器。當(dāng)使用者吸氣時(shí)，其胸腔因吸入空氣而膨脹增加體圍進(jìn)而可拉長(zhǎng)綁帶，當(dāng)使用者吐氣時(shí)，其胸腔因吐出空氣而縮收減少體圍進(jìn)而可縮短綁帶，故該檢測(cè)器的檢測(cè)結(jié)果可表現(xiàn)胸腔的膨脹與縮收，此外，綁帶固定于使用者身上，避免使用者因翻身或移動(dòng)而影響呼吸檢測(cè)結(jié)果。另外，使用者臉部的鼻子處還設(shè)有一鼻導(dǎo)管，以透過該鼻導(dǎo)管檢測(cè)吸氣時(shí)與吐氣時(shí)的氣壓大小。
[0004]是以，藉由量測(cè)綁帶變化和該鼻導(dǎo)管的氣壓檢測(cè)結(jié)果，可供醫(yī)療人員檢視使用者睡眠時(shí)的呼吸，然而，對(duì)于使用者而言，因?yàn)樵摫菍?dǎo)管與綁帶設(shè)置于使用者身上，使用者無法任意移動(dòng)身體，自然造成使用者的不舒適感與壓迫感，造成使用者的困擾，干擾量測(cè)結(jié)果；又對(duì)于多重睡眠分析儀(PSG)而言，基于衛(wèi)生問題，鼻導(dǎo)管是消耗品，從而增加檢測(cè)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種投射電容式人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)，透過電容感應(yīng)方式檢測(cè)使用者的動(dòng)作狀態(tài)，不需在使用者身上穿載任何感測(cè)裝置即可進(jìn)行感測(cè)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種投射電容式人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)，包含有:
[0007]—感測(cè)墊，供一人體躺臥，該感測(cè)墊包含有至少一感應(yīng)陣列單元與至少一控制單元，該感應(yīng)陣列單元包含有陣列排列的多個(gè)感應(yīng)電極，該控制單元電性連接該些感應(yīng)電極以周期性地對(duì)從該些感應(yīng)電極所檢測(cè)到的電容感應(yīng)量分別進(jìn)行類比-數(shù)位轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生多個(gè)電容感應(yīng)值，并對(duì)該多個(gè)電容感應(yīng)值分別進(jìn)行二值化運(yùn)算以得到各電容感應(yīng)值的二值化運(yùn)算結(jié)果；
[0008]—監(jiān)控模塊，電性連接該至少一控制單元以接收并顯示該多個(gè)電容感應(yīng)值與二值化運(yùn)算結(jié)果，作為判斷人體動(dòng)作的參考。
[0009]為求使用者的舒適性與高視覺接收度，可于該感測(cè)墊上鋪設(shè)一般床單或保潔墊等寢具，供使用者躺臥于該感測(cè)墊上進(jìn)行感應(yīng)。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:
[0011]本發(fā)明是利用該些感應(yīng)電極與使用者身體之間電場(chǎng)互動(dòng)產(chǎn)生電容感應(yīng)變化，故經(jīng)過類比-數(shù)位轉(zhuǎn)換后的電容感應(yīng)量與二值化運(yùn)算結(jié)果可作為判斷人體動(dòng)作的參考。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明不需在使用者身上穿載任何感測(cè)裝置，亦無以局部狹隘區(qū)域限制或拘禁使用者的活動(dòng)，方得令使用者感測(cè)有效，故能大幅提升使用者受測(cè)時(shí)的舒適度，有效降低感測(cè)過程對(duì)使用者的干擾與不便，提高測(cè)試結(jié)果的可參考性；又本發(fā)明的該多個(gè)感應(yīng)電極不會(huì)直接接觸使用者，沒有安全、衛(wèi)生的顧慮。
[0012]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的方塊示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的感測(cè)墊使用狀態(tài)參考圖；
[0015]圖3A為本發(fā)明中于各感應(yīng)電極外圍形成環(huán)形電極的示意圖；
[0016]圖3B為本發(fā)明中將任一感應(yīng)電極的周圍感應(yīng)電極接地的示意圖；
[0017]圖4為對(duì)應(yīng)于圖2中使用者胸腔處的截面參考圖；
[0018]圖5為對(duì)應(yīng)于圖1中于圖2內(nèi)實(shí)施例時(shí)，第四行感應(yīng)電極的相對(duì)電容值A(chǔ)C波形示意圖；
[0019]圖6為本發(fā)明的相對(duì)電容值△ C波形與現(xiàn)有多重睡眠分析儀所量測(cè)呼吸的胸腔體圍起伏波形與鼻導(dǎo)管氣壓波形的比較示意圖；
[0020]圖7為本發(fā)明感應(yīng)電極的相對(duì)電容值Δ C波形示意圖；
[0021 ]圖8為卩栄點(diǎn)不意圖；
[0022]圖9為本發(fā)明感應(yīng)電極的相對(duì)電容值Δ C與噪點(diǎn)合成的波形示意圖
[0023]其中，附圖標(biāo)記
[0024]10感測(cè)墊
[0025]100 墊體
[0026]11感應(yīng)陣列單元
[0027]101第一感應(yīng)陣列單元
[0028]102第二感應(yīng)陣列單元
[0029]103第三感應(yīng)陣列單元
[0030]104第四感應(yīng)陣列單元
[0031]105第五感應(yīng)陣列單元
[0032]106第六感應(yīng)陣列單元
[0033]107第七感應(yīng)陣列單元
[0034]108第八感應(yīng)陣列單元
[0035]109第九感應(yīng)陣列單元
[0036]110第十感應(yīng)陣列單元
[0037]12控制單元
[0038]13感應(yīng)電極
[0039]131環(huán)形電極
[0040]132感應(yīng)電極
[0041]14感應(yīng)電極
[0042]15感應(yīng)電極
[0043]20監(jiān)控模塊
[0044]21數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及運(yùn)算處理單元
[0045]22人機(jī)界面
[0046]23總線
[0047]30床墊
[0048]31寢具
[0049]32使用者
[0050]41第一波形
[0051]42第二波形
[0052]43第三波形
[0053]44噪點(diǎn)
[0054]45第一合成波形
[0055]46第二合成波形
[0056]47第三合成波形
[0057]50云端服務(wù)器
【具體實(shí)施方式】
[0058]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述為
[0059]請(qǐng)參考圖1與圖2所示，本發(fā)明投射電容式人體動(dòng)作檢測(cè)系統(tǒng)包含有一感測(cè)墊10與一監(jiān)控模塊20。該感測(cè)墊10可供鋪設(shè)于一床墊30上，而該感測(cè)墊10上可再設(shè)置一般床單或保潔墊等寢具31以供使用者32躺臥。
[0060]該感測(cè)墊10包含有至少一感應(yīng)陣列單元11與至少一控制單元12，該控制單元12可為單晶片，該感應(yīng)陣列單元11與控制單元12可設(shè)于一軟性的墊體100表面，該感應(yīng)陣列單元11包含有陣列排列的多個(gè)感應(yīng)電極13，所述感應(yīng)電極13可為具導(dǎo)電性的片體，該些感應(yīng)電極13位于該寢具31與墊體100之間，當(dāng)使用者32躺臥于寢具31時(shí)，該寢具31隔開使用者32的身體與該些感應(yīng)電極13，避免使用者身體與該些感應(yīng)電極13直接接觸。
[0061]該控制單元12電性連接該些感應(yīng)電極13，并施加一電流(即物理量)予該多個(gè)感應(yīng)電極13，同時(shí)該控制單元12透過一取樣頻率(或取樣周期)對(duì)從該些感應(yīng)電極13所檢測(cè)到的電容感應(yīng)量分別進(jìn)行類比-數(shù)位轉(zhuǎn)換，以讀取該些感應(yīng)電極13的物理特性值，則該些電容感應(yīng)量的類比-數(shù)位轉(zhuǎn)換結(jié)果分別形成電容感應(yīng)值C。當(dāng)使用者32尚未躺臥于寢具31時(shí)，該控制單元12所產(chǎn)生的電容感應(yīng)值C大致為固定值；當(dāng)使用者32躺臥于寢具31時(shí)，因?yàn)槭褂谜?2的身體亦為導(dǎo)體并與大地相互間存在約200pF的電容物理特性，故位于使用者32身體下方的感應(yīng)電極13而言，該些感應(yīng)電極13上的電荷分布產(chǎn)生變化，故使該控制單元12所產(chǎn)生的電容感應(yīng)值C亦對(duì)應(yīng)隨之變化。又根據(jù)電容公式:C = ε XA/d，可推知電容的變化量系依據(jù)介電質(zhì)變化A ε與距離變化Ad，因?yàn)樵诒皇褂谜呱眢w壓到的區(qū)域中有壓力變化，衍生介質(zhì)被壓縮產(chǎn)生介電質(zhì)變化A ε，同時(shí)也產(chǎn)生距離變化Ad。是以，從電容感應(yīng)值C產(chǎn)生變化的感應(yīng)電極13